双自由度凸轮机构组成原理及其变异机构

分析了双自由度凸轮机构的组成原理及运动特点，根据文献〔３〕给出的创新机构推出了其变异机构８１种．

异形盾构变异五杆切削机构运动学分析

开发合理的切削机构是异形断面盾构的关键技术之一,变异五杆切削机构的合成运动轨迹丰富,可以实现各种异形断面的切削,能够满足实际隧道异形断面的切削需要。为有效实现混合驱动变异五杆机构异形断面盾构切削机构的功能,基于杆组理论,利用平面连杆机构运动分析的复数矢量法对混合驱动变异五杆切削机构进行了运动学分析,建立其运动学模型,获得了该机构的输出运动与输入运动的位置、速度及加速度之间的关系,为进行切削机构动力学分析奠定了基础。

椭圆断面盾构变异五杆切削机构理论研究

异形盾构是盾构技术发展的一个主要方向,研制合理的切削机构是开发异形盾构的核心技术。本文选择混合驱动变异五杆椭圆轨迹机构作为椭圆断面盾构的切削机构进行理论和技术研究。采用图解解析法研究了变异五杆机构切削椭圆轨迹时多种情况下的变化规律,并在此基础上研究了可控电机的控制规律;为了研究切削机构初始位置对切削椭圆轨迹的影响,开发了异形盾构变异五杆切削机构分析与仿真软件,经过理论分析和计算机仿真形成切削椭圆轨迹的控制理论和算法,仿真结果验证了控制理论和算法的正确性,充分表明变异五杆机构能够提供切削轨迹的柔性。

基于基因模型的机构变异方案设计

针对传统机构变异的复杂性,分析了生物基因遗传和变异的机理与机构变异的相似性,总结出由遗传特征、变异特征和联结特征集等特征组成的构件、运动副基因表达式和由构件特征矩阵、运动副特征矩阵和联结关系矩阵等3个矩阵组成的机构基因表达式,并根据机构基因表达式建立了机构的基因模型.为保留机构遗传特征归纳出机构基因变异的3条变异法则,模仿生物的基因突变根据变异法则规定了6种对机构基因模型的变异运算,即自发变异、极端变异、互换变异、反向变异、重组变异和杂交变异等.利用机构的基因模型对由平面六杆机构、平面四杆机构和棘轮机构等组成的原机构进行基因变异运算获得2种变异机构,对基于基因模型的机构变异方案设计的步骤进行了说明,证明了该设计的可行性.

RPU-SPR-SPU新型三自由度并联机构静刚度分析

为解决Exechon机器人装配要求高、存在冗余约束而导致制造成本过高的问题,基于Exechon机床的并联部分设计其变异机构RPU-SPR-SPU(R-转动副、P-移动副、U-虎克铰、S-球副).应用螺旋理论计算新机构的自由度,采用矢量法求机构位置反解.考虑到新机构与原机构相比,刚度可能会有所降低,采用虚拟关节法求出机构刚度的数学模型,并且与有限元静力学分析的结果进行对比,验证公式的正确性.根据运动学反解在固定的工作平面上求出刚度分布情况,分析机构位型对刚度的影响.研究结果表明:RPU-SPR-SPU机构具有无冗余约束、装配简单等优点,刚度特性良好.

凸轮组合机构在压力机上的应用

通过零件的工艺分析,设计了一套由凸轮组合机构组成的传动系统来控制模具的运动规律,结构紧凑简单。另外,该凸轮组合机构属于有动作时序要求的特殊并联组合机构,副凸轮机构属于机构的变异,为设计与选择凸轮机构在理论上提供了一种新思路。

凸轮的变异研究和电子凸轮发展

普通直动、摆动从动件盘形凸轮机构,借助凸轮轮廓形状,由凸轮转动来实现预期的从动件运动;通过对凸轮机构的演化、变异,可以创造出新的凸轮机构形式,运用"变速驱动"的理念设计凸轮,可得到变速凸轮,采用将传统机械凸轮与电子技术结合,派生了电子凸轮,种种柔性化设计思想和方法的探讨,其宗旨是扩大凸轮的应用范围,弥补和克服传统机械凸轮轮廓形状不可改变、运动方式不可调节等不足,为凸轮的更广泛使用创造契机。

基于Klann机构的多足连杆步行机器人的仿真优化

Klann机构是一种六连杆步行机构。为设计适应耕地作业环境的步行机器,以改善跨越性能和减小着地曲线高度波动为目标优化Klann机构,并在此基础上进行机构变异,增加足部连杆。使用ADAMS软件建模分析,并使用ADAMS自带OPTDES-GRG降梯度算法进行最优化设计。仿真结果表明:相对于Klann原机构,得到的八杆新机构在对地面作用方面由线接触变为面接触,跨越障碍能力提高10.5%,着地中心波动减小27.5%。

异形盾构变异五杆切削机构的设计及其控制

选择传统五杆机构的一种变异机构作为异形盾构切削机构进行理论和技术研究,对变异五杆切削机构的结构和控制策略进行了一些创新性的研究,按混合驱动的不同方式提出了变异五杆切削机构的两种结构方案,并对可控电机和可控马达控制系统的动态稳定性进行了分析;计算机仿真的结果验证了结果的准确性。

异形盾构变异五杆切削机构的奇异性分析

为了有效地实现混合驱动变异五杆机构异形断面盾构的切削功能,避免机构出现奇异位形,利用变异五杆机构的雅可比矩阵,推导出该机构的奇异性条件。依据机构可装配性要求,得到不出现奇异位形的条件。并利用混合驱动变异五杆切削机构存在无条件双曲柄的尺寸约束条件,分析了混合驱动变异五杆切削机构的奇异性特征。通过对变异五杆切削机构出现和避免奇异性的条件进行数学推导和分析,为异形盾构变异五杆切削机构在结构设计上避免出现奇异位形提供理论依据。

变胞机构基因设计研究

尝试将生物学中生物基因引入到机构学领域中,提出机构基因的概念,对遗传性、变异性和自适应性进行描述,并建立机构基因变异与变胞方式的关系,将机构基因变异分为基因突变和基因重组两类。分别运用基因突变和基因重组方式对八杆九副机构和(0T-3R)并联机构进行机构综合,综合出多种构型,以满足不同工作环境的需求,机构基因变异的提出为机构的构型设计提供了参考,丰富了构型综合的内容。